Валы и оси

1) Ступенчатую форму применяют для удобства посадки, установки и демонтажа различных деталей (подшипников, зубчатых колес, и т.д.), а также самого вала.

2) Определяем изгибные моменты в любом сечении вала. Удостовериваемся, что данный диаметр вала удовлетворяют условию прочности, (находим напряжение а_F).

3) Недостаточная жесткость вала может привести к упругим перемещениям. В свою очередь последние отрицательно влияют на работу связанных с валом деталей. От прогиба вала в зубчатом зацеплении возникает концентрация нагрузки по длине зуба.

4) Валы предназначены для поддержания сидящих на них деталей и передачи вращающего момента. При работе вал испытывает изгиб, кручение, в отдельных случаях растяжение и сжатие. Может передавать только крутящий момент (рессора).

Ось- деталь, предназначенная для поддержания сидящих на ней деталей. В отличие от вала ось не передает вращающего момента.

5) Для валов

6) Действие нагрузки не является сосред-ми, они распределяются по длине ступицы. На расчетной схеме не показ-ют.

7) Валы имеют следующие функциональные участки:

а) концевые

б) для установки подшипников

в) для нарезания зубьев конических, цилиндрических шестерен

г) для установления зубчатых колес

8) Т.к. сначала из заданных Т или Р и n, нагрузки и размеров основных деталей нужно определить размеры и материал вала (опред. d вала) в проектном расчете. А затем необходимо проверить удовлетворяет ли наш d вала условиям необходимого крутящего момента ( расчет на прочность, жесткость и колебания).

9) Цель: определение размеров и материала вала. Следующий порядок проведения проектировочного расчета:

а) Предварительная оценка среднего диаметра вала из расчета только на кручение при пониженных допускных напряжениях.

б) Разработка конструкции вала.

в) Проверочный расчет выбранной конструкции.

10) От концентрации напряжений возможных в сечениях галтели (r_в>0,1d_в), от диаметра

11) Выполняют канавку под шлифовальный инструмент.

12) ;

13) ;

а .

14) 1. выбор материала;

2. проектный расчет;

3. разработка конструкции вала с учетом техн-ми и сборки;

4. выбор расчетной схемы вала;

5. определение нагрузок действующих на вал;

6. проверочный расчет вала.

15)

16) формула d=(T/(0.2t))^1/3

17) из 15 вывести и 13

18)

19) Определение опорных реакций, изгибающих и крутящих моментов.

20) Изгиб?

21) Действ-ые условия работы вала заменяют усл-ми и приводят к одной из известных расчетных схем. Подш-ки, одноврем-но восприним осевые и радиальные нагрузки, заменяют шарнирно-неподвижными опорами, а подш-ки, восприним только радиальные нагрузки,- шарнирно-подвижные.

Передачи

1) для шестерни будет больше, чем для колеса.

2) Значение расчетных контактных напряжений одинаковы для шестерни и колеса.

p- расч-я нагрузка, p_пр- радиус кривизны эвольвенты зуба.

3) При z колеса превращаются в рейку и зуб приобретает прямолинейные очертания с уменьшением z уменьшается толщина зуба у основания и вершины, а также увеличивается кривизна эвольвентного профиля. При дальнейшем уменьшении z появляется подрезание ножки зуба, прочность с уменьшением z снижается.

4) Н<350 НВ (наблюдается ограниченное выкрашивание), Н>350 НВ(прогресс-е выкрашивание), после приработки з-в выкрашивание прекращается.

5) (+) а) высокая нагрузочная способность

б) малые габариты.

в) большая долговечность и надежность.

г) высокий КПД

д) постоянство передаточного отношения.

е) возможность применения в широком диапазоне скоростей, мощностей и передаточных отношений.

(--) а) повышенные требования к точности изготовления

б) шум при больших скоростях

в) высокая жесткость

6) Усталостная поломка происходит от действия переменных напряжений в течение сравнительно длительного срока службы. Предупреждают определением размеров из расчета на усталость. Особое значение имеют меры по устранению концентраторов напряжений.

7) От контактных напряжений при хорошей смазки передачи.

Меры предупреждения: 1) определение размеров из расчета на усталость по контактным напряжениям. 2) повышение твердости материала путем термообработки. 3) повышение степени точности зубьев.

8) - учитывает форму соприкосновений поверхностей зубьев.

-учитывает механические свойства сопряженных колёс

- учитывает суммарную длину контактных линий

9) - коэффициентом концентрации напряжений, на него влияет ширина колеса, расположение и твердость.

10), где - ширина зубчатого венца.

а – межосевое расстояние. Чем больше , тем больше размер передачи.

11) У_F учитывает изменение формы зуба с увеличением z. Меньшее значение У_F соответствует большему числу зубьев. Большие числа зубьев – большая толщина зуба у основания и наоборот.

12)

13) - учитывает концентрацию нагрузку при изгибе.

- учитывает динамическую нагрузку при изгибе, которая связана с удельными … на входе в зацеплении из-за неточности изготовления (зависит от точности изготовления передачи и от скорости).

14) наибольшие напряжения изгиба образуются у корня зуба в зоне перехода эвольвенты в галтель.

15) 1) или частоты вращения, а соответственно или вращающего момента.

2) преобразование одного вида движения в другую. (вращ-е в пост-е).

3) реверс движения.

4) распределение работы двигателя между несколькими и.о. или наоборот собирать.

5) измерение напряжения потока мощности.

6) регулировка скорости и. органа.

16) основные характеристики:

1) Мощность на входном и выходном валу (Р_ВХ и Р_ВЫХ).

2) быстроходность

Производные: 1) КПД передачи:

2) Передаточное отношение.

17) Поломка, выкрашивание, износ, заедание

18) Проектный – по заданным нагрузкам известным допускаемым напряжениям определяем размеры передачи.

Проверочный – при известных габаритах передачи и передаваемых нагрузках определяют напряжение в зубьях и сравнивают с допускаемыми. Закрытые передачи определяют расчетом на контактную прочность, а размеры открытых передач определяют расчетом на изгиб.

19) i>1 – редуктор.

20) i<1 – мультипликатор.

21) – учитывает распределение нагрузки между зубьями в связи с погрешностями изготовления.

22) Твердость (чтоб рекомендуется применять относительно не широкие колеса или придавать зубу бочкообразную форму путем изменения глубины врезания по длине зуба).

23)

1 2 3 1<2<3

Симметр. Не симметр. Консольное

При симметричном распределении опор прогиб не вызывает перекоса почти не нагружает нагрузка по длине зуба. В др. случаях изменяется распределение нагрузки по длине зуба .

24) За расчетные напряжения изгиба принимают напряжения на растянутой стороне зуба, т.к. в большинстве случаев практики именно здесь возникают трещины усталостного разрушения.

25) При постоянных диаметрах с изменением Z изменяется модуль M. В этом случае изменяются не только форма, но и размеры зуба. С увеличением Z форма улучшается, а размеры уменьшаются (уменьшается М). Уменьшение модуля снижает прочность зуба на изгиб.

26) Y_F интенсивно уменьшается до Z 40 и далее остается примерно постоянным.

27) При положительном смещении Y_F уменьшается.

28) При положительном смещении уменьшаются контактные напряжения в зубе.

29) Расчет на контактную прочность является основным для закрытых передач, а затем проверяют на изгиб.

30)

31) Берется допускаемое контактное напряжение для менее прочного из пары колес.

32) У_Х1, т.к. У_Х= 1,05 – 0,000125d, какой бы реальный d не брали.

34) S_F>S_H ,т.к. поломка более опасный вид разрушения S_H=1,1…1,35, S_F=1,55…2,25

36) , Z_H – учитывает форму зуба

37) Учитывается с помощью знака “ – ”

38) H350 НВ

НВ_СР1=НВ_СР2+(25-50) – для прямых передач.

НВ_СР2=НВ_СР2+(50-100) – для косозубых и шевронных передач

Н>350 НВ

НВ_СР1=НВ_СР2

39)

нужен рисунок

41)

42) Азотирование, т.к. не требуется доводочные операции.

СОЕДИНЕНИЯ

Сварные соединения.

1) (+) а) высокая производительность и экономичность.

б) высокий уровень механизации и автоматизации процессов.

в) сравнительно небольшая масса конструкции.

г) герметичность и плотность соединения.

2) Сечение сварного углового шва рассчитывают только на срез.

3) Расчет стыковых сварных соединений:

где А – площадь сечения.

Расчет производится как на растяжение, так и на изгиб.

где М – крутящий момент.

- допускаемое напряжение для сварного соединения.

4) Расчет ведется на срез.

А=0,7кl_ф.ш.

5) Расчет фланговых швов приближенно выполняется по среднему напряжению, а условие прочности записывается в виде: ;

6)

7)

8) Точечную и шовную сварку применяют в нахлесточных соед-ях преимущественно для листовых деталей толщиной не более 3…4 мм и тонких стержней арматурных сеток. В отличие от точечной шовная сварка образует герметичное соединение.

Заклепочное соединение.

9) Условия нагружения заклепок подобны условиям нагружения болтов, поставленных без зазора. Поэтому остаются справедливыми расчетные формулы:

10) Заклепку рассчитывают на смятие:

11) Листы прежде всего считают на смятие: , на смятие не считается, когда и листы и заклепка изготавливаются из одного материала

также листы могут быть прорезаны заклепками, прорезание начинается на расстоянии 0,25d.

12) При расчете заклепочных соединений, нагруженной силой в плоскости стыка, допускают, что нагрузка распространяется равномерно между всеми заклепками шва, силы трения в стыке не учитывают.

13) (+) а) соединения высокого качества;

б) применяют для деталей, материал которых плохо сваривается

в) применяется в тех местах, куда трудно добраться

(–) а) понижение прочности деталей – одно из главных отрицательных характеристик

б) повышенный расход Ме

в) высокий уровень шума

14) Типы заклепок:

- с полукруглой головкой - с потайной головкой

- с плоской головкой - стержневая

- с обжимным кольцом - взрывная

- с сердечником (пустотелая)

Конструкции заклепочных швов: 1) в нахлестку 2) в стык с 1 или 2 подкладками.